题型突破03 电化学的综合应用-【好题汇编】备战2024-2025学年高二化学上学期期末真题分类汇编（北京专用）

题型突破03 电化学的综合应用 1．（23-24高二上·北京房山·期末）改进工艺，降低能耗是氯碱工业发展的重要方向。 (1)写出氯碱工业原理的方程式 。 (2)将氢燃料电站应用于氯碱工业，其示意图如下： ① a极为 (填“正”或“负”)极。 ② 甲装置中，Na+向 极移动(填“a”或“b”)。 ③下列关于乙装置说法中，正确的是 。 A．在c极区获得氯气 B．在d极区获得的产物，可供甲装置使用 C．当NaCl溶液浓度较低时，及时更换为精制饱和NaCl溶液，以保证生产效率 (3)向乙装置中的阴极区通入O2，能够替代水中的H+获得电子，降低电解电压，减少电耗。写出O2在阴极区发生反应的电极反应式 。 (4)杂质离子可造成交换膜损伤，导致OH−迁移至阳极区，对产品质量造成不良影响。请结合化学用语说明原因 。 2．（23-24高二上·北京昌平·期末）高铁酸钾固体呈紫色，能溶于水，微溶于浓溶液，具有强氧化性和优良的絮凝功能，是一种多功能净水剂，可通过电解装置制备，示意图如下图所示。 (1)石墨电极连接电源 (填“正”、“负”)极。 (2)铁电极的电极反应式为 。 (3)结合化学用语解释左室浓溶液产生的原因 。 (4)装置中若缺少阳离子交换膜，的生成浓度会 (填“降低”、“不变”或“增加”)，可能的原因是 。 3．（22-23高二上·北京海淀·期末）钢铁腐蚀现象在生产、生活中普遍存在，也是科学研究的关注点之一 (1)碳钢管发生电化学腐蚀是因为形成了原电池，其负极的电极反应式为 。 (2)外加电流的阴极保护法是防止钢铁腐蚀的常用方法之一，该方法中，需将被保护的碳钢管与直流电源的 (填“正极”或“负极”)相连。 (3)在铁制品表面镀锌可防止铁制品被腐蚀，镀锌层即使局部破损，仍可防止破损部位被腐蚀，原因是 。 (4)研究人员就大气环境对碳钢腐蚀的影响进行了研究。其中，A、B两个城市的气候环境和碳钢腐蚀速率数据如下： 城市 年均温度℃ 年均湿度% 的浓度() 大气沉积速率() 腐蚀速率() A 17.0 76 61 29 58 B 12.3 72 54 420 79 ①研究人员认为，A、B两城市中碳钢同时发生吸氧腐蚀和析氢腐蚀。碳钢发生析氢腐蚀时，正极的电极反应式为 。 ②结合化学用语解释A、B两城市中碳钢能发生析氢腐蚀的原因： 。 ③用电化学原理分析B城市碳钢腐蚀速率高于A城市的主要原因： 。 4．（22-23高二上·北京海淀·期末）镍氢电池广泛用于油电一体的混合动力汽车，该电池材料的回收利用也成为研究热点。 Ⅰ.某品牌镍氢电池的总反应为，其中，MH为吸附了氢原子的储氢合金。图1为该电池放电时的工作原理示意图。 (1)混合动力车上坡时利用电池放电提供能源。 ①电极A是 (填“正极”或“负极”)。 ②正极的电极反应式为 。 (2)混合动力车下坡时利用动能回收给电池充电，此时电极A附近的pH (填“变大”“不变”或“变小”) Ⅱ.该品牌废旧镍氢电池回收过程中，金属镍的转化过程如下： 转化过程中所用和NaOH溶液通过电解溶液获得，装置如图2。 已知：阴离子交换膜可选择性透过阴离子，阳离子交换膜可选择性透过阳离子。 (3)图2中，电极C为电解池的 (填“阴极”或“阳极”)。 (4)产生的是 (填“甲池”“乙池”或“丙池”)，结合化学用语说明产生的原理： 。 (5)回收该品牌废旧镍氢电池过程中，在阴极收集到气体134.4L(标准状况下)，理论上最多可回收得到(摩尔质量为)的质量为 。 5．（22-23高二上·北京丰台·期末）常见弱酸的电离平衡常数如下 化学式 HClO (25℃) (1)与乙醇发生酯化反应的化学方程式是 (2)某浓度溶液的，则的浓度约为 mol/L A．1     B．0.05     C．0.001 (3)氯气溶于水达到达到平衡后，要使HClO的浓度增大，可加入少量 (填序号) ①NaOH  ②  ③  ④  ⑤ ⑥  ⑦NaClO (4)次磷酸具有弱酸性和强还原性，可用于制药工业。 ①已知与足量的NaOH反应生成。溶液显 (填“酸性”、“中性”或“碱性”)。 ②用电渗析法制备的原理如图1所示(阳膜和阴膜分别只允许阳离子、阴离子通过)。结合电极反应说明制备的原理 。 该方法得到的产品溶液中会混有，用图2装置可解决该问题。 补全所用试剂。a． ；b． ；c． 。 6．（23-24高二上·北京通州·期末）铁的腐蚀与防护与生产生活密切相关。 Ⅰ． 生铁的腐蚀 下图实验装置中，U形管内为红墨水，a、b试管中分别盛有氯化铵溶液和食盐水，各加入生铁片，一段时间后，红墨水柱两边的液面变为左低右高。 (1)猜测a试管中生铁发生 (填“析氢”或“吸氧”)腐蚀。 (2)b试管中正极上发生的电极反应为 。 Ⅱ． 生铁的防护——电镀法 i.用电解的方法制备CuSO4电镀液，如图所示。 (3)与直流电源a 端相连的电极材料是 (填“铜片”或“石墨”)。 (4)将进口处较浓硫酸替换为Na2SO4溶液进行实验，发现得到的CuSO4溶液pH比替换前升高，结合化学用语解释pH升高的原因是 。 ii.测定CuSO4溶液的浓度。实验操作为：准确量取V1 mL待测液于锥形瓶中，调节溶液，加入过量的kI，用a mol/L Na2S2O3标准溶液滴定至终点，消耗Na2S2O3溶液V2 mL。上述过程中反应的离子方程式：2Cu2+ + 4I- = 2CuI(白色)↓+ I2 ，。 (5)CuSO4溶液的浓度是 mol/L(用含a、V1、V2的代数式表示)。 iii.生铁片上电镀铜。 已知：Cu2+放电的速率缓慢且平稳，有利于得到致密、细腻的镀层。 (6)生铁片应与电源的 相连。 (7)向CuSO4溶液中加入过量氨水，发生反应Cu2+ + 4 NH3·H2O [Cu(NH3)4]2++4H2O，制得铜氨溶液，可使镀层更加致密、细腻。原因是 。 7．（22-23高二上·北京延庆·期末）电化学在工业生产中有广泛的应用价值。 (1)下图中，为了减缓海水对铁闸门A的腐蚀，材料B可以选择 (填字母序号)。 a.碳棒    b.锌板    c.铜板 用电化学原理解释材料B需定期拆换的原因： 。 (2)利用电解法制备(下图为简易原理装置)。 在 (填“A”或“C”)区生成。请结合电极反应式分析产生的过程 。 (3)用二甲醚()燃料电池电解法可将酸性含铬废水(主要含有)转化为。原理如下图： ①燃料电池中的负极是 (填“M”或“N”)电极，其电极反应为 。 ②用电极反应式和离子反应方程式解释阳极区域能将酸性含铬废水(主要含有)转化为的原因 。 8．（22-23高二上·北京昌平·期末）电镀是一种提高金属抗腐蚀能力的方法，某研究小组尝试利用下面的装置实现在铁钉上镀铜，以防止铁钉被腐蚀。 (1)I为碱性氢氧燃料电池装置示意图，电极a上发生的电极反应式是 ，电极b发生 反应(填“氧化”或“还原”)。 (2)II为铁钉镀铜装置示意图，结合装置I，铁钉应在 (填“c极”或“d极”)，电镀过程中，溶液的浓度基本保持不变，请结合化学用语解释原因 。 (3)实际工业电镀铜过程中，常加入氯离子作为添加剂。适量的氯离子形成不溶于水的，在镀件表面有强吸附作用，形成一层致密的膜，阻碍铜的过快电沉积，从而使镀层更均匀、致密。 ①写出镀件表面生成的电极反应： 。 ②氯离子含量过多或过少均会对镀层效果产生影响，因此要测定电镀液中氯离子的含量。实验室中用以下方法原理测定氯离子的浓度：取的电镀液，向其中加入3-5滴的溶液，用的标准溶液进行滴定，至出现稳定的粉红色时消耗标准溶液。 资料：为粉红色沉淀。 测得电镀液中 。 ③过量的可通过向电镀液中加入(微溶)固体除去，结合化学用语解释原因： 。 9．（22-23高二上·北京通州·期末）将裹有锌片的铁钉放入溶有琼脂的饱和NaCl溶液中，滴入少量酚酞，回答下列问题。 (1)一段时间后a处可能出现的现象是 ，请结合化学用语解释原因 。 (2)某同学为验证选择的铁钉未被腐蚀，取少量溶液于试管，分别进行如表实验，能证明铁钉未被腐蚀的实验是 (填序号)。 序号 ① ② ③ ④ 滴入试剂 AgNO3溶液 淀粉KI溶液 KSCN溶液 K3[Fe(CN)6]溶液 实验现象 产生沉淀 无蓝色出现 无红色出现 无蓝色沉淀 (3)某同学欲将铁棒镀铜设计电镀铜实验，请依据提供实验用品完成如图所示电镀装置 ，并写出电池工作一段时间后的现象。 供选择的实验用品：FeCl2溶液，CuSO4溶液，铜棒，锌棒，铁棒 实验现象： 。 10．（22-23高二上·北京海淀·期末）氯碱工业是化工产业的重要基础，其装置示意图如图。生产过程中产生的氯酸盐副产物需要处理。 已知：当pH升高时，易歧化为和。 (1)电解饱和食盐水的离子方程式为 。 (2)下列关于产生的说法中，合理的是 (填序号)。 a.主要在阴极室产生 b.在电极上放电，可能产生 c.阳离子交换膜破损导致向阳极室迁移，可能产生 (3)测定副产物含量的方法如下图。 ①加入的目的是消耗水样中残留的和。若测定中未加入，则水样中的浓度将 (填“偏大”“偏小”或“不受影响”)。 ②滴定至终点时消耗酸性溶液，水样中的计算式为 。 (4)可用盐酸处理淡盐水中的并回收。 ①反应的离子方程式为 。 ②处理时，可能的作用是： i.提高，使氧化性提高或还原性提高； ii.提高， 。 11．（23-24高二上·北京石景山·期末）电池为我们的生活带来了极大的便利，在生产生活中发挥着重要作用。 (1)纽扣电池是一种携带方便的微型银锌电池，其结构如图所示： 放电时正极材料Ag2O变为银单质，写出正极电极反应式 。 (2)铅蓄电池是传统汽车中使用的启动电源，其工作原理为：PbO2+Pb+2H2SO42PbSO4+2H2O。充电时，外接电源负极与 (填“Pb”或“PbO2”)连接，溶液的pH会 (填“增大”、“减小”或“不变”)。 (3)燃料电池是一种把燃料所具有的化学能直接转换成电能的化学装置。用CH4燃料电池连接装置如图所示： ①写出甲烷燃料电池负极的电极反应式 。 ②乙池中石墨电极作 极(填“阳”或“阴”)，当有1mol甲烷发生反应时，理论上生成Cl2的物质的量为 。 ③若丙中要实现铁上镀铜，则电解质溶液W为 溶液，为补充电解质溶液中的阳离子，b电极材料为 。 12．（23-24高二上·北京·期末）某小组欲用电解的方法获得Cu(OH)2，实验装置如下图(电源装置略去)。 (1)分别以NaOH溶液和NaCl溶液为电解质溶液制备Cu(OH)2。 实验 电解质溶液 现象 铜电极附近 石墨电极 I NaOH溶液 出现浑浊，浑浊的颜色由黄色很快变为砖红色 产生无色气泡 II NaCl溶液 出现白色浑浊，浑浊向下扩散，一段时间后，下端部分白色沉淀变为砖红色 产生无色气泡 资料：i．CuOH是黄色、易分解的难溶固体，CuCl是白色的难溶固体。 ii．氧化反应中，增大反应物浓度或降低生成物浓度，氧化反应越易发生 ①I和II中Cu作 极(填“阳”或“阴”)。 ②II中石墨电极产生气体的电极反应式为 。 ③II中白色沉淀变为砖红色的离子方程式是 。根据II中现象，甲认为电解质溶液中存在Cl—，有利于Cu被氧化为一价铜化合物，理由是 。 (2)探究I和II中未生成Cu(OH)2的原因，继续实验。 实验 电解质溶液 现象 III Na2SO4溶液 铜电极附近溶液呈蓝色，一段时间后，U型管下端出现蓝绿色沉淀 资料：碱式硫酸铜[xCu(OH)2·yCuSO4]难溶于水，可溶于酸和氨水。常温时碱式硫酸铜[xCu(OH)2·yCuSO4]的溶解度比Cu(OH)2的大 ①经检验，蓝绿色沉淀中含有碱式硫酸铜，检验方案是 。 ②小组认为适当增大c(OH—)可以减少碱式硫酸铜的生成，理由是 。 (3)进一步改进方案，进行如下实验。 实验 电解质溶液 现象 IV Na2SO4和NH3·H2O的混合液(pH=9) 铜电极附近溶液呈深蓝色 V Na2SO4和NaOH的混合液(pH=9) 铜电极附近出现蓝色浑浊，一段时间后，U型管底部出现蓝色沉淀 IV中出现深蓝色说明电解生成了 离子。经检验，V中最终生成了Cu(OH)2。 (4)综合上述实验，电解法制备Cu(OH)2要考虑的因素有 。 ( 11 )原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 题型突破03 电化学的综合应用 1．（23-24高二上·北京房山·期末）改进工艺，降低能耗是氯碱工业发展的重要方向。 (1)写出氯碱工业原理的方程式 。 (2)将氢燃料电站应用于氯碱工业，其示意图如下： ① a极为 (填“正”或“负”)极。 ② 甲装置中，Na+向 极移动(填“a”或“b”)。 ③下列关于乙装置说法中，正确的是 。 A．在c极区获得氯气 B．在d极区获得的产物，可供甲装置使用 C．当NaCl溶液浓度较低时，及时更换为精制饱和NaCl溶液，以保证生产效率 (3)向乙装置中的阴极区通入O2，能够替代水中的H+获得电子，降低电解电压，减少电耗。写出O2在阴极区发生反应的电极反应式 。 (4)杂质离子可造成交换膜损伤，导致OH−迁移至阳极区，对产品质量造成不良影响。请结合化学用语说明原因 。 【答案】(1) (2) 负极 b极 A、B、C (3) (4)阳极区发生反应：4OH−-4e− = O2↑+ 2H2O，生成氧气，使氯气不纯。(或生成的氯气会在阳极区与OH−发生反应，减少氯气产量) 【分析】氯碱工业原理是采用电解食盐水的方法产生氯气和烧碱，故称为氯碱工业； 根据题目所给图示，甲装置为氢氧燃料电池，乙为电解池，甲装置中氢气进入a极，则a电极为负极，发生氧化反应，b极为正极，发生还原反应，则a电极连接乙装置的d电极为阴极，b电极连接乙装置的c电极为阳极； 【详解】（1）根据分析，氯碱工业原理的方程式为； （2）①根据分析，甲装置为氢氧燃料电池，a电极为负极； ②根据分析，a电极发生氧化反应，即，要保持溶液电荷守恒，钠离子要向b电极移动； ③A．根据分析，c电极为阳极，发生氧化反应，即，故A正确； B．根据分析，d电极为阴极，发生还原反应，即，获得氢气可以继续供给甲装置使用，故B正确； C．随着电解过程中氯化钠的减少，若氯化钠溶液浓度降低，继续电解可能会将将溶液中的O元素转变成氧气，故C正确； （3）若向乙装置阴极区通入氧气，氧气得电子生成氢氧根，其电极反应式为； （4）若氢氧根迁移至阳极区，会代替Cl-失电子，生成氧气，使氯气不纯；也可能在阳极区氢氧根与氯气反应生成氯化钠和次氯酸钠，减少氯气产量。 2．（23-24高二上·北京昌平·期末）高铁酸钾固体呈紫色，能溶于水，微溶于浓溶液，具有强氧化性和优良的絮凝功能，是一种多功能净水剂，可通过电解装置制备，示意图如下图所示。 (1)石墨电极连接电源 (填“正”、“负”)极。 (2)铁电极的电极反应式为 。 (3)结合化学用语解释左室浓溶液产生的原因 。 (4)装置中若缺少阳离子交换膜，的生成浓度会 (填“降低”、“不变”或“增加”)，可能的原因是 。 【答案】(1)负极 (2) (3)阴极发生反应增大，通过阳离子交换膜到达左侧，增大，从而得到溶液 (4) 降低 可能会在阴极区放电从而浓度降低(或迁移到阳极区放电影响铁放电转化为) 【分析】铁电极为阳极，电极反应式为，石墨为阴极，电极反应式为； 【详解】（1）由图可知制取高铁酸盐，铁电极是阳极应该接电源的正极，则石墨接电源的负极； （2）铁电极上铁失电子转化为，电解质是KOH溶液，平衡电荷用到OH-离子，则该电的电极反应式为； （3）石墨电极是阴极，阴极上水提供的氢离子放电产生氢气和OH-离子，阴极发生反应2H2O+2e-=H2↑+2OH-，c(OH-)增大，K+ 通过阳离子交换膜到达左侧，c(K+)增大，从而得到KOH溶液； （4）装置中若缺少阳离子交换膜，K2FeO4的生成浓度会降低，因为可能会在阴极区放电或OH-迁移到阳极区放电，影响铁放电转化为从而使浓度降低。 3．（22-23高二上·北京海淀·期末）钢铁腐蚀现象在生产、生活中普遍存在，也是科学研究的关注点之一 (1)碳钢管发生电化学腐蚀是因为形成了原电池，其负极的电极反应式为 。 (2)外加电流的阴极保护法是防止钢铁腐蚀的常用方法之一，该方法中，需将被保护的碳钢管与直流电源的 (填“正极”或“负极”)相连。 (3)在铁制品表面镀锌可防止铁制品被腐蚀，镀锌层即使局部破损，仍可防止破损部位被腐蚀，原因是 。 (4)研究人员就大气环境对碳钢腐蚀的影响进行了研究。其中，A、B两个城市的气候环境和碳钢腐蚀速率数据如下： 城市 年均温度℃ 年均湿度% 的浓度() 大气沉积速率() 腐蚀速率() A 17.0 76 61 29 58 B 12.3 72 54 420 79 ①研究人员认为，A、B两城市中碳钢同时发生吸氧腐蚀和析氢腐蚀。碳钢发生析氢腐蚀时，正极的电极反应式为 。 ②结合化学用语解释A、B两城市中碳钢能发生析氢腐蚀的原因： 。 ③用电化学原理分析B城市碳钢腐蚀速率高于A城市的主要原因： 。 【答案】(1)Fe-2e-= Fe2+ (2)负极 (3)Zn与Fe构成原电池时，Zn易失电子做负极，Fe作正极被保护，所以镀锌铁制品破损后，镀层仍能保护铁制品 (4) 2H++2e-=H2↑ A、B两城市中年均湿度较高，并且的浓度也较高，则两城市中碳钢所处的环境为酸性，能发生析氢腐蚀 B城市大气沉积速率远大于A城市，碳钢表面水膜变成腐蚀性更强的电解质溶液，加速了析氢腐蚀的进行 【详解】（1）碳钢管发生电化学腐蚀是因为形成了原电池，Fe在负极失去电子生成Fe2+，电极方程式为：Fe-2e-= Fe2+。 （2）外加电流的阴极保护法原理是：将被保护的金属连接电源负极，成为阴极，得电子被保护。 （3）Zn与Fe构成原电池时，Zn易失电子做负极，Fe作正极被保护，所以镀锌铁制品破损后，镀层仍能保护铁制品。 （4）①碳钢发生析氢腐蚀时，H+在正极得电子生成H2，正极上发生的电极反应式为：2H++2e-=H2↑； ②A、B两城市中年均湿度较高，并且的浓度也较高，则两城市中碳钢所处的环境为酸性，能发生析氢腐蚀； ③B城市大气沉积速率远大于A城市，碳钢表面水膜变成腐蚀性更强的电解质溶液，加速了析氢腐蚀的进行。 4．（22-23高二上·北京海淀·期末）镍氢电池广泛用于油电一体的混合动力汽车，该电池材料的回收利用也成为研究热点。 Ⅰ.某品牌镍氢电池的总反应为，其中，MH为吸附了氢原子的储氢合金。图1为该电池放电时的工作原理示意图。 (1)混合动力车上坡时利用电池放电提供能源。 ①电极A是 (填“正极”或“负极”)。 ②正极的电极反应式为 。 (2)混合动力车下坡时利用动能回收给电池充电，此时电极A附近的pH (填“变大”“不变”或“变小”) Ⅱ.该品牌废旧镍氢电池回收过程中，金属镍的转化过程如下： 转化过程中所用和NaOH溶液通过电解溶液获得，装置如图2。 已知：阴离子交换膜可选择性透过阴离子，阳离子交换膜可选择性透过阳离子。 (3)图2中，电极C为电解池的 (填“阴极”或“阳极”)。 (4)产生的是 (填“甲池”“乙池”或“丙池”)，结合化学用语说明产生的原理： 。 (5)回收该品牌废旧镍氢电池过程中，在阴极收集到气体134.4L(标准状况下)，理论上最多可回收得到(摩尔质量为)的质量为 。 【答案】(1) 负极 H2O+NiOOH+e-=Ni(OH)2+OH- (2)变大 (3)阳极 (4) 甲 电极C为该电解池的阳极，H2O在阳极失去电子生成O2，电极方程式为：2H2O-4e-= O2↑+4H+，生成H+，同时通过阴离子交换膜进入甲池，产生 (5)558 【详解】（1）①由电池中电子流向可知，电极A是负极； ②镍氢电池的总反应为，正极NiOOH得电子发生还原反应，电极方程式为：H2O+NiOOH+e-=Ni(OH)2+OH-。 （2）电池充电时A是阴极，由可知，充电时M得电子生成MH，电极方程式为：H2O+M+e-=MH+OH-，此时电极A附近的氢氧根浓度增大，pH变大。 （3）电解池中阳离子向阴极移动，由Na+的流向可知，电极D为阴极，电极C为阳极。 （4）电极C为该电解池的阳极，H2O在阳极失去电子生成O2，电极方程式为：2H2O-4e-= O2↑+4H+，生成H+，同时通过阴离子交换膜进入甲池，产生的是甲池。 （5）电解过程中，H2O在阴极得到电子生成H2，电极方程式为：2H2O+2e-= H2↑+2OH-，在阴极收集到H2的体积为134.4L(标准状况下)，物质的量为，转移电子12mol，则在阳极生成6mol，则生成6molNiSO4，最终得到6mol，质量为6mol×=558g。 5．（22-23高二上·北京丰台·期末）常见弱酸的电离平衡常数如下 化学式 HClO (25℃) (1)与乙醇发生酯化反应的化学方程式是 (2)某浓度溶液的，则的浓度约为 mol/L A．1     B．0.05     C．0.001 (3)氯气溶于水达到达到平衡后，要使HClO的浓度增大，可加入少量 (填序号) ①NaOH  ②  ③  ④  ⑤ ⑥  ⑦NaClO (4)次磷酸具有弱酸性和强还原性，可用于制药工业。 ①已知与足量的NaOH反应生成。溶液显 (填“酸性”、“中性”或“碱性”)。 ②用电渗析法制备的原理如图1所示(阳膜和阴膜分别只允许阳离子、阴离子通过)。结合电极反应说明制备的原理 。 该方法得到的产品溶液中会混有，用图2装置可解决该问题。 补全所用试剂。a． ；b． ；c． 。 【答案】(1) (2)B (3)②④⑦ (4) 碱性 阳极反应为，通过阴离子交换膜进入阳极室/产品室，与氢离子反应得到 阳离子交换膜 稀 【详解】（1）与乙醇发生酯化反应的化学方程式： （2）根据三段式： ，，故选B； （3）氯气溶于水达到平衡：，①加入，与和都反应，浓度减小； ②加入，因为酸性，所以与反应，与不反应，平衡正向移动，使浓度增大；③加入，因为 ，能与反应，也能与反应生成，浓度减小；④加入，，能与反应，不能与反应，浓度增大；⑤因为有还原性，有强氧化性，与发生氧化还原反应，加入浓度减小；⑥有还原性，有强氧化性，与发生氧化还原反应，加入浓度减小；⑦，浓度增大。故选②④⑦； （4）①已知与足量的NaOH反应生成，所以为正盐，为强碱弱酸盐，显碱性； ②根据电解池反应，阳极反应为，通过阴离子交换膜进入阳极室（产品室），与氢离子结合得到；a为阳极，发生反应：，a为，通过b离子交换膜向阴极移动进入产品室中，b为阳离子交换膜，c为产品室，c中装有稀溶液。 6．（23-24高二上·北京通州·期末）铁的腐蚀与防护与生产生活密切相关。 Ⅰ． 生铁的腐蚀 下图实验装置中，U形管内为红墨水，a、b试管中分别盛有氯化铵溶液和食盐水，各加入生铁片，一段时间后，红墨水柱两边的液面变为左低右高。 (1)猜测a试管中生铁发生 (填“析氢”或“吸氧”)腐蚀。 (2)b试管中正极上发生的电极反应为 。 Ⅱ． 生铁的防护——电镀法 i.用电解的方法制备CuSO4电镀液，如图所示。 (3)与直流电源a 端相连的电极材料是 (填“铜片”或“石墨”)。 (4)将进口处较浓硫酸替换为Na2SO4溶液进行实验，发现得到的CuSO4溶液pH比替换前升高，结合化学用语解释pH升高的原因是 。 ii.测定CuSO4溶液的浓度。实验操作为：准确量取V1 mL待测液于锥形瓶中，调节溶液，加入过量的kI，用a mol/L Na2S2O3标准溶液滴定至终点，消耗Na2S2O3溶液V2 mL。上述过程中反应的离子方程式：2Cu2+ + 4I- = 2CuI(白色)↓+ I2 ，。 (5)CuSO4溶液的浓度是 mol/L(用含a、V1、V2的代数式表示)。 iii.生铁片上电镀铜。 已知：Cu2+放电的速率缓慢且平稳，有利于得到致密、细腻的镀层。 (6)生铁片应与电源的 相连。 (7)向CuSO4溶液中加入过量氨水，发生反应Cu2+ + 4 NH3·H2O [Cu(NH3)4]2++4H2O，制得铜氨溶液，可使镀层更加致密、细腻。原因是 。 【答案】(1)析氢 (2)O2+2H2O+4e-=4OH- (3)铜片 (4)将进口处较浓硫酸替换为Na2SO4，则阴极的反应为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，阴极区c(OH-)＞c(H+)，氢氧根离子也可以通过阴离子交换膜运动到阳极区，导致CuSO4溶液pH比替换前升高 (5) (6)负极 (7)降低Cu2+的浓度，使得Cu2+放电速率减缓，同时通过平衡的移动补充放电消耗的Cu2+，使其浓度保持相对稳定，达到放电速率平稳的作用 【分析】酸性较强时发生析氢腐蚀，酸性极弱或接近中性时发生吸氧腐蚀，发生吸氧腐蚀时正极上O2得电子被还原生成OH-，此时正极反应式为：O2+2H2O+4e-=4OH-。析氢腐蚀正极上2H++2e-=H2↑；钢铁保护方法有牺牲阳极的阴极保护法，以及外加电源的阴极保护法等措施。 【详解】（1）导致U型管内红墨水左低右高，左边试管内气体的压强变大，右边试管内气体的压强减小，所以左边试管中是酸性溶液氯化铵（显酸性），发生析氢腐蚀，右边试管中是中性溶液食盐水，发生吸氧腐蚀； （2）b试管中是中性溶液食盐水，铁作负极，发生失电子的氧化反应，碳作正极，正极上氧气得电子发生还原反应，电极反应为O2+2H2O+4e-=4OH-； （3）由图可以看出，硫酸根离子向左侧移动，则左侧为阳极，右侧为阴极，则制备CuSO4电镀液，需要阳极自身放电，即选用Cu做电极； （4）将进口处较浓硫酸替换为Na2SO4，则阴极的反应为2H2O+2e-=H2↑+2 OH-，阴极区c(OH-)＞c(H+)，氢氧根离子也可以通过阴离子交换膜运动到阳极区，导致CuSO4溶液pH比替换前升高； （5）根据方程式，有比例关系2Cu2+~I2~2Na2S2O3，则n(CuSO4)= n(Na2S2O3)= a mol/L×V2×10-3 L，CuSO4溶液的浓度是； （6）铁片渡铜时，阴极发生反应Cu2++2e-=Cu，则铁片与电源负极相连； （7）制得铜氨溶液，可使镀层更加致密、细腻的原因是降低Cu2+的浓度，使得Cu2+放电速率减缓，同时通过平衡的移动补充放电消耗的Cu2+，使其浓度保持相对稳定，达到放电速率平稳的作用。 7．（22-23高二上·北京延庆·期末）电化学在工业生产中有广泛的应用价值。 (1)下图中，为了减缓海水对铁闸门A的腐蚀，材料B可以选择 (填字母序号)。 a.碳棒    b.锌板    c.铜板 用电化学原理解释材料B需定期拆换的原因： 。 (2)利用电解法制备(下图为简易原理装置)。 在 (填“A”或“C”)区生成。请结合电极反应式分析产生的过程 。 (3)用二甲醚()燃料电池电解法可将酸性含铬废水(主要含有)转化为。原理如下图： ①燃料电池中的负极是 (填“M”或“N”)电极，其电极反应为 。 ②用电极反应式和离子反应方程式解释阳极区域能将酸性含铬废水(主要含有)转化为的原因 。 【答案】(1) b 锌板做铁锌原电池的负极，发生氧化反应而被损耗 (2) C C为阴极区，水发生还原反应生成氢气和氢氧根离子，，B处钠离子进入C中得到氢氧化钠 (3) M 铁为活泼电极，失去电子发生氧化反应，，亚铁离子具有还原性和发生氧化还原反应生成铁离子、铬离子， 【详解】（1）为了减缓海水对铁闸门A的腐蚀，材料B应该选择比铁活泼的金属，故选锌板，选b；锌板做铁锌原电池的负极，发生氧化反应而被损耗，故锌板需要定期拆换； （2）由图可知，C为阴极区，水发生还原反应生成氢气和氢氧根离子，，B处钠离子进入C中得到氢氧化钠； （3）①由燃料电池中氢离子移动方向可知，M为电池的负极，该极上二甲醚失去电子发生氧化反应，电极反应为。 ②N极为正极，则电解池中左侧电极为阳极；铁为活泼电极，失去电子发生氧化反应，，亚铁离子具有还原性和发生氧化还原反应生成铁离子、铬离子，。 8．（22-23高二上·北京昌平·期末）电镀是一种提高金属抗腐蚀能力的方法，某研究小组尝试利用下面的装置实现在铁钉上镀铜，以防止铁钉被腐蚀。 (1)I为碱性氢氧燃料电池装置示意图，电极a上发生的电极反应式是 ，电极b发生 反应(填“氧化”或“还原”)。 (2)II为铁钉镀铜装置示意图，结合装置I，铁钉应在 (填“c极”或“d极”)，电镀过程中，溶液的浓度基本保持不变，请结合化学用语解释原因 。 (3)实际工业电镀铜过程中，常加入氯离子作为添加剂。适量的氯离子形成不溶于水的，在镀件表面有强吸附作用，形成一层致密的膜，阻碍铜的过快电沉积，从而使镀层更均匀、致密。 ①写出镀件表面生成的电极反应： 。 ②氯离子含量过多或过少均会对镀层效果产生影响，因此要测定电镀液中氯离子的含量。实验室中用以下方法原理测定氯离子的浓度：取的电镀液，向其中加入3-5滴的溶液，用的标准溶液进行滴定，至出现稳定的粉红色时消耗标准溶液。 资料：为粉红色沉淀。 测得电镀液中 。 ③过量的可通过向电镀液中加入(微溶)固体除去，结合化学用语解释原因： 。 【答案】(1) H2+2OH——2e—═2H2O 还原 (2) d极 铁钉镀铜时，Cu做阳极，Cu在阳极上失去电子发生氧化反应生成Cu2+，电极反应式为Cu—2e—=Cu2+，Fe片做阴极，Cu2+在阴极得到电子发生还原反应生成Cu，电极反应式为Cu2++2e—=Cu，电镀过程中，阳极消耗Cu和阴极析出Cu的物质的量相等，所以c（Cu2+）基本不变 (3) Cu2++Cl—+ e—=CuCl 向电镀液中加入微溶的Ag2SO4固体，溶液中Cl—与Ag2SO4固体发生反应：2Cl—(aq)+ Ag2SO4(s)=2AgCl(s)+ SO(aq)，溶液中Cl—转化为难溶的AgCl 【详解】（1）由图可知，I为碱性氢氧燃料电池，通入氢气的电极a为燃料电池的负极，碱性条件下，氢气失去电子发生氧化反应生成氢氧根离子，电极反应式为H2+2OH——2e—═2H2O，通入氧气的电极b为正极，水分子作用下氧气在正极得到电子发生还原反应生成氢氧根离子，故答案为：H2+2OH——2e—═2H2O；还原； （2）铁钉镀铜时，铜做阳极，铜在阳极上失去电子发生氧化反应生成铜离子，电极反应式为Cu—2e—=Cu2+，铁片做阴极，铜离子在阴极得到电子发生还原反应生成铜，电极反应式为Cu2++2e—=Cu，电镀过程中，阳极消耗铜和阴极析出铜的物质的量相等，所以溶液中铜离子浓度基本不变，故答案为：铁钉镀铜时，Cu做阳极，Cu在阳极上失去电子发生氧化反应生成Cu2+，电极反应式为Cu—2e—=Cu2+，Fe片做阴极，Cu2+在阴极得到电子发生还原反应生成Cu，电极反应式为Cu2++2e—=Cu，电镀过程中，阳极消耗Cu和阴极析出Cu的物质的量相等，所以c（Cu2+）基本不变； （3）①由题意可知，镀件表面生成氯化亚铜的电极反应为铜离子在氯离子作用下得到电子发生还原反应生成氯化亚铜，电极反应式为Cu2++Cl—+ e—=CuCl，故答案为：Cu2++Cl—+ e—=CuCl； ②由题意可知，以铬酸钾为指示剂，滴定消耗V1mLc1mol/L的硝酸银溶液，则溶液中氯离子的浓度为=mol/L，故答案为：； ③向电镀液中加入硫酸银固体除去氯离子的反应为硫酸银与溶液中过量的氯离子反应生成溶解度更小的氯化银和硫酸根离子，反应的离子方程式为2Cl—(aq)+ Ag2SO4(s)=2AgCl(s)+ SO(aq)，故答案为：向电镀液中加入微溶的Ag2SO4固体，溶液中Cl—与Ag2SO4固体发生反应：2Cl—(aq)+ Ag2SO4(s)=2AgCl(s)+ SO(aq)，溶液中Cl—转化为难溶的AgCl。 9．（22-23高二上·北京通州·期末）将裹有锌片的铁钉放入溶有琼脂的饱和NaCl溶液中，滴入少量酚酞，回答下列问题。 (1)一段时间后a处可能出现的现象是 ，请结合化学用语解释原因 。 (2)某同学为验证选择的铁钉未被腐蚀，取少量溶液于试管，分别进行如表实验，能证明铁钉未被腐蚀的实验是 (填序号)。 序号 ① ② ③ ④ 滴入试剂 AgNO3溶液 淀粉KI溶液 KSCN溶液 K3[Fe(CN)6]溶液 实验现象 产生沉淀 无蓝色出现 无红色出现 无蓝色沉淀 (3)某同学欲将铁棒镀铜设计电镀铜实验，请依据提供实验用品完成如图所示电镀装置 ，并写出电池工作一段时间后的现象。 供选择的实验用品：FeCl2溶液，CuSO4溶液，铜棒，锌棒，铁棒 实验现象： 。 【答案】(1) 溶液变红色 铁做正极，空气氧气得到电子发生还原反应生成氢氧根离子，使得a处溶液显碱性 (2)④ (3) 电流表指针偏转，铜棒变细，铁表面生成红色固体 【分析】裹有锌片的铁钉放入溶有琼脂的饱和NaCl溶液中，锌比铁活泼，锌做负极发生氧化反应生成锌离子，铁做正极被保护； 电镀实验中镀层金属做阳极、镀件做阴极，含有镀层金属阳离子的溶液做电解液； 【详解】（1）锌比铁活泼，锌做负极发生氧化反应，铁做正极，空气氧气得到电子发生还原反应生成氢氧根离子，使得a处溶液显碱性，酚酞溶液变红色； （2）若铁被腐蚀，则会生成亚铁离子； ①溶液中含有氯化钠，氯离子和银离子生成氯化银白色沉淀，不能说明铁未被腐蚀，不符合题意； ②亚铁离子和碘离子不反应，无蓝色沉淀不能说明铁未被腐蚀，不符合题意； ③亚铁离子和KSCN溶液不反应，无红色出现不能说明铁未被腐蚀，不符合题意； ④K3[Fe(CN)6]溶液和亚铁离子生成蓝色沉淀，物蓝色沉淀，说明铁未被腐蚀，符合题意； 故选④； （3）将铁棒镀铜设计电镀铜实验，则镀件铁棒做阴极，铜离子发生还原在铁表面生成铜，硫酸铜溶液做电解液，铜棒做阳极发生氧化反应生成铜离子，图示为 ； 现象为：电流表指针偏转，铜棒变细，铁表面生成红色固体。 10．（22-23高二上·北京海淀·期末）氯碱工业是化工产业的重要基础，其装置示意图如图。生产过程中产生的氯酸盐副产物需要处理。 已知：当pH升高时，易歧化为和。 (1)电解饱和食盐水的离子方程式为 。 (2)下列关于产生的说法中，合理的是 (填序号)。 a.主要在阴极室产生 b.在电极上放电，可能产生 c.阳离子交换膜破损导致向阳极室迁移，可能产生 (3)测定副产物含量的方法如下图。 ①加入的目的是消耗水样中残留的和。若测定中未加入，则水样中的浓度将 (填“偏大”“偏小”或“不受影响”)。 ②滴定至终点时消耗酸性溶液，水样中的计算式为 。 (4)可用盐酸处理淡盐水中的并回收。 ①反应的离子方程式为 。 ②处理时，可能的作用是： i.提高，使氧化性提高或还原性提高； ii.提高， 。 【答案】(1) (2)bc (3) 偏大 (4) 使还原性增强 【分析】氯碱工业中阳极氯离子放电生成氯气，阴极水中氢离子放电生成氢气和氢氧根离子，总反应得到氢气、氯气、氢氧化钠； 【详解】（1）电解饱和食盐水生成氢氧化钠、氢气和氯气，反应的离子方程式为； （2）a．氯元素都在阳极室，所以应该在阳极室生成，故a错误； b．氯离子在阳极发生氧化反应，化合价升高，有可能生成，故b正确； c．阳离子交换膜破损导致OH-向阳极室迁移，阳极室氢氧根浓度变大，阳极生成的氯气与氢氧根反应生成次氯酸根，当pH升高时，ClO-易歧化为和Cl-，故c正确； 答案选bc； （3）①加入过氧化氢消耗水样中残留的Cl2和ClO-，再加入硫酸亚铁，与氯酸根反应，最后计算出与氯酸根反应后剩余的亚铁离子；未加入过氧化氢，水样中残留的Cl2和ClO-也会在第二步中消耗亚铁离子，使亚铁离子消耗的量增大，这些消耗的亚铁离子也会认为是氯酸根消耗的，导致浓度将偏大。 ②高锰酸钾和硫酸亚铁反应的离子方程式为，则有关系式，因此与高锰酸钾反应的亚铁离子为，与亚铁离子反应的离子方程式为，则有关系式，与反应的亚铁离子的物质的量为， 设的物质的量为a， ，则； （4）①盐酸和反应生成，反应的离子方程式为； ②盐酸与的反应中，盐酸作还原剂，因此盐酸的作用可能是提高，使还原性增强。 11．（23-24高二上·北京石景山·期末）电池为我们的生活带来了极大的便利，在生产生活中发挥着重要作用。 (1)纽扣电池是一种携带方便的微型银锌电池，其结构如图所示： 放电时正极材料Ag2O变为银单质，写出正极电极反应式 。 (2)铅蓄电池是传统汽车中使用的启动电源，其工作原理为：PbO2+Pb+2H2SO42PbSO4+2H2O。充电时，外接电源负极与 (填“Pb”或“PbO2”)连接，溶液的pH会 (填“增大”、“减小”或“不变”)。 (3)燃料电池是一种把燃料所具有的化学能直接转换成电能的化学装置。用CH4燃料电池连接装置如图所示： ①写出甲烷燃料电池负极的电极反应式 。 ②乙池中石墨电极作 极(填“阳”或“阴”)，当有1mol甲烷发生反应时，理论上生成Cl2的物质的量为 。 ③若丙中要实现铁上镀铜，则电解质溶液W为 溶液，为补充电解质溶液中的阳离子，b电极材料为 。 【答案】(1)Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH- (2) Pb 减小 (3) CH4-8e-+10OH-=CO+7H2O 阳极 4mol 硫酸铜溶液(或铜氨溶液) 铜 【详解】（1）放电时正极材料Ag2O变为银单质，根据电荷守恒、原子守恒得电极方程式为：Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-； （2）铅蓄电池中，Pb为负极，充电时与电源的负极相连；充电过程生成H2SO4，溶液的pH会减小； （3）甲为碱性环境下的甲烷燃料电池，负极甲烷失电子生成CO，电极反应为：CH4-8e-+10OH-=CO+7H2O；甲池作电源，电解乙池和丙池，乙池中Fe电极连接甲中的负极，则Fe电极为阴极，石墨电极为阳极，电解饱和氯化钠溶液，阳极反应为2Cl--2e-=Cl2，当有1mol甲烷发生反应时，失去8mol电子，则生成Cl2的物质的量为4mol；丙池中a电极为阴极，b电极为阳极，要实现铁上镀铜，电解质溶液为硫酸铜溶液或铜氨溶液，补充电解质溶液中的铜离子，b极材料为Cu。 12．（23-24高二上·北京·期末）某小组欲用电解的方法获得Cu(OH)2，实验装置如下图(电源装置略去)。 (1)分别以NaOH溶液和NaCl溶液为电解质溶液制备Cu(OH)2。 实验 电解质溶液 现象 铜电极附近 石墨电极 I NaOH溶液 出现浑浊，浑浊的颜色由黄色很快变为砖红色 产生无色气泡 II NaCl溶液 出现白色浑浊，浑浊向下扩散，一段时间后，下端部分白色沉淀变为砖红色 产生无色气泡 资料：i．CuOH是黄色、易分解的难溶固体，CuCl是白色的难溶固体。 ii．氧化反应中，增大反应物浓度或降低生成物浓度，氧化反应越易发生 ①I和II中Cu作 极(填“阳”或“阴”)。 ②II中石墨电极产生气体的电极反应式为 。 ③II中白色沉淀变为砖红色的离子方程式是 。根据II中现象，甲认为电解质溶液中存在Cl—，有利于Cu被氧化为一价铜化合物，理由是 。 (2)探究I和II中未生成Cu(OH)2的原因，继续实验。 实验 电解质溶液 现象 III Na2SO4溶液 铜电极附近溶液呈蓝色，一段时间后，U型管下端出现蓝绿色沉淀 资料：碱式硫酸铜[xCu(OH)2·yCuSO4]难溶于水，可溶于酸和氨水。常温时碱式硫酸铜[xCu(OH)2·yCuSO4]的溶解度比Cu(OH)2的大 ①经检验，蓝绿色沉淀中含有碱式硫酸铜，检验方案是 。 ②小组认为适当增大c(OH—)可以减少碱式硫酸铜的生成，理由是 。 (3)进一步改进方案，进行如下实验。 实验 电解质溶液 现象 IV Na2SO4和NH3·H2O的混合液(pH=9) 铜电极附近溶液呈深蓝色 V Na2SO4和NaOH的混合液(pH=9) 铜电极附近出现蓝色浑浊，一段时间后，U型管底部出现蓝色沉淀 IV中出现深蓝色说明电解生成了 离子。经检验，V中最终生成了Cu(OH)2。 (4)综合上述实验，电解法制备Cu(OH)2要考虑的因素有 。 【答案】(1) 阳 2 H2O+2e—= H2↑+2OH— 2CuCl+2OH—=Cu2O+2Cl—+H2O 阳极附近溶液中Cl—浓度大，易与Cu+生成CuCl，降低Cu+浓度，氧化反应易发生 (2) 取少量蓝绿色沉淀于试管中，滴加稀盐酸，沉淀全部溶解，得到蓝色溶液，向试管中滴加BaCl2溶液，产生白色沉淀 常温时，xCu(OH)2·yCuSO4的溶解度比Cu(OH)2的大 (3)[Cu(NH3)4]2+ (4)电解质溶液的成分选择和溶液pH的控制 【分析】该实验的目的是探究电解法制备氢氧化铜要考虑的因素，通过实验得到电解法制备氢氧化铜要注意电解质溶液的成分选择和溶液pH的控制。 【详解】（1）①由题意可知，I和II中铜做电解池的阳极，铜失去电子发生氧化反应生成亚铜离子，故答案为：阳； ②由题意可知，II中石墨电极为电解池的阴极，水在阴极得到电子发生还原反应生成氢气和氢氧根离子，电极反应式为2 H2O+2e—= H2↑+2OH—，故答案为：2 H2O+2e—= H2↑+2OH—； ③由题意可知，II中阴极产生的氢氧根离子自下而上向阳极定向移动，则白色沉淀变为砖红色的反应为氯化亚铜与氢氧根离子反应生成氧化亚铜、氯离子和水，反应的离子方程式为2CuCl+2OH—=Cu2O+2Cl—+H2O；氯离子向阳极移动，阳极附近溶液中氯离子浓度大，易与铜离子生成CuCl，降低溶液中生成的亚铜离子浓度，由信息ii可知，增大反应物浓度或降低生成物浓度有利于氧化反应易发生，则电解质溶液中存在氯离子，有利于铜被氧化为一价铜化合物，故答案为：2CuCl+2OH—=Cu2O+2Cl—+H2O；阳极附近溶液中Cl—浓度大，易与Cu+生成CuCl，降低Cu+浓度，氧化反应易发生； （2）①若蓝绿色沉淀中只含有氢氧化铜，加入盐酸溶解后，再加入氯化钡溶液不会产生硫酸钡白色沉淀，而碱式硫酸铜加入盐酸溶解后，再加入氯化钡溶液会产生硫酸钡白色沉淀，则检验方案是取少量蓝绿色沉淀于试管中，滴加稀盐酸，沉淀全部溶解，得到蓝色溶液，向试管中滴加氯化钡溶液，产生白色沉淀，故答案为：取少量蓝绿色沉淀于试管中，滴加稀盐酸，沉淀全部溶解，得到蓝色溶液，向试管中滴加BaCl2溶液，产生白色沉淀； ②由资料可知，常温时碱式硫酸铜的溶解度比氢氧化铜的大，所以适当增大氢氧根离子的浓度有利于氢氧化铜沉淀的生成，可以减少碱式硫酸铜的生成，故答案为：常温时，xCu(OH)2·yCuSO4的溶解度比Cu(OH)2的大； （3）由实验现象可知，IV中出现深蓝色说明电解生成了铜氨络离子，故答案为：[Cu(NH3)4]2+； （4）由实验I—V可知，选用氢氧化钠溶液、氯化钠溶液、pH为9的硫酸钠和氨水混合溶液电解时，均没有氢氧化铜沉淀生成，选用硫酸钠溶液电解时，得到的氢氧化铜沉淀中混有碱式硫酸铜，而选用pH为9的硫酸钠和氢氧化钠混合溶液电解时，有氢氧化铜沉淀生成，说明电解法制备氢氧化铜要注意电解质溶液的成分选择和溶液pH的控制，故答案为：电解质溶液的成分选择和溶液pH的控制。 ( 21 )原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$